【题目】如图所示,闭合的正方形线框ABCD用绝缘细线悬挂于天花板,线框是由四根完全相的的导体棒组合而成。已知正方形线框的质量为m,边长为L,匀强磁场的磁感应强度为B,重力加速度为g,试回答下列两个问题:
(1)图甲中现将此线框一半置于垂直于线框平面的匀强磁场中,导线框中的电流大小为I。当导线框处于静止状态时求绝缘细线的拉力;
(2)图乙中现将此线框置于垂直于线框平面的匀强磁场中,作导线把B、C两点接入大小为I电流的电路中,当导线框.处于静止状态时求绝缘细线的拉力。
【答案】(1)F1=mg+BIL (2)F2=mg-BIL
【解析】
(1)设此时细线中拉力为F1。线框一半处于匀强磁场中,等效长度为一边受到的安培力大小相等,依据左手定则,可知安培力竖直向下,大小为F安=BIL,所以有
F1=mg+BIL。
(2)设此时细线中拉力为F2,因接入的电流为I,根据分流原理BC边中的电流为I,BAD 支路的电流为I,由左手定则可知,AD、 BC受安培力向上,AB和CD受安培力分别是向左和向右,根据F安=BIL, BC边所受安培力:
AD、AB和CD边所受安培力均:
;
AD、AB和CD边所受安培力,则合力为:
所以整个线框受到安培力的合力为:
方向竖直向上
由平衡条件可得:
F2=mg-BIL
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【题目】如图,两根足够长的固定的光滑平行金属导轨位于倾角θ=30°的固定斜面上,导轨上、下端分别接有阻值R1=10Ω和R2 =30Ω的电阻,导轨自身电阻忽略不计,导轨宽度L=2m,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,质量m=0.kg.电阻r=2.5Ω的金属棒ab在较高处由静止释放,金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好。当金属棒ab下滑距离s=6m时,速度恰好达到最大值vm=5m/s. (g=10m/s2)求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)该过程中在整个电路上产生的焦耳热Q;
(3)该过程中通过电阻R1的电荷量q。
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【题目】溜索是一种古老的渡河工具,现已演变为游乐项目。如图所示,滑轮、保险绳索与人体连接,粗钢索两端连接在固定桩上。人从高处平台的A点出发,借助几十米的落差,沿钢索顺势而下,滑过最低点C,到达B点时速度为零。下列说法中正确的有( )
A.人滑到C点时速度最大
B.人滑到C点时的加速度方向竖直向上
C.人从A滑到C的过程中,人(包括滑轮、保险绳索)的机械能一直减小
D.人从A滑到C的过程中,人(包括滑轮、保险绳索)的重力的功率先增大后减小
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【题目】如图所示,某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动,将螺丝帽套在塑料管上,手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动,则只要运动角速度合适,螺丝帽恰好不下滑,假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ,认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时,下述分析正确的是( )
A.螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡
B.螺丝帽受到杆的管的角速度
C.螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外,背离圆心
D.若杆的转动加快,螺丝帽有可能相对杆发生运动
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【题目】如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。
(1)如果是采用5mA档测直流电流,则读数为 ____________mA。如果是采用2.5V档测直流电压,则读数为_____V。
(2)现用多用电表测某一电阻,选用“×10”倍率的电阻挡测量时,发现多用表指针偏转过小,为使测量更准确,需要重新选调零后再测量,图中是用欧姆档测出的该电阻值,则读数为__________。
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【题目】如图所示,一水平放置的气缸,由截面积不同的两圆筒联接而成.活塞A、B用一长为3l的刚性细杆连接,B与两圆筒联接处相距l=1.0 m,它们可以在筒内无摩擦地沿左右滑动.A、B的截面积分别为、.A、B之间封闭着一定质量的理想气体.两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气,大气压强始终保持为=1.0×105 Pa.活塞B的中心连一不能伸长的细线,细线的另一端固定在墙上.当气缸内气体温度为=540 K,活塞A、B的平衡位置如图所示,此时细线中的张力为=30 N.
(1)现使气缸内气体温度由初始的540 K缓慢下降,温度降为多少时活塞开始向右移动?
(2)继续使气缸内气体温度缓慢下降,温度降为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处?
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【题目】某同学用如图所示装置做“验证力的平行四边形定则”的实验。
(1)如图甲所示,橡皮条的一端C固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端(绳套和橡皮条的结点)拉到某一确定的O点。记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向;只用一个弹簧测力计,将结点仍拉到位置O.记录弹簧测力计的拉力的大小和方向;按照力的图示要求,作出拉力;根据力的平行四边形定则作出和的合力F;如果没有操作失误,图乙中的F与两力中,方向一定沿CO方向的是_____________.(填“F”或“”)
(2)下列对实验的操作及说法正确的是____________.
A.每次拉伸橡皮条时,只要使橡皮条伸长量相同即可
B.描点确定拉力方向时,两点之间的距离应尽可能大一些
C.两弹簧测力计拉力方向夹角越大误差越小
D.橡皮条对O点的拉力是合力,两弹簧测力计对O点的拉力是分力
(3)实验中,用两个弹簧测力计同时拉时,两绳夹角小于90°,其中一个弹簧测力计示数接近量程,另一个弹簧测力计示数超过量程的一半。则这样的操作____________(填“合理”或“不合理”),理由是___________________________________________________________________.
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【题目】如图所示,质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连放置于倾角为α的光滑固定斜面上,物块B与垂直于斜面的挡板C接触,物块A系一轻质细绳,细绳、轻弹簧均与斜面平行,细绳绕过斜面顶端的定滑轮系一重物D,平衡时物块B恰好不离开挡板。已知弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,某一瞬间剪断细绳,则下列说法正确的是
A.重物D的重力为mgsinα
B.剪断细绳后,物块A下滑过程中加速度一直增大
C.剪断细绳瞬间,物块A的加速度大小为2gsinα
D.物块A下滑过程中的最大速度为:2gsinα
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【题目】三个光滑斜轨道1、2、3,它们的倾角依次是60°、45°、30°,这些轨道交于O点,现有位于同一竖直线上的三个小物体甲、乙、丙,分别沿这三个轨道同时从静止自由下滑,如图所示,物体滑到O点的先后顺序是( )
A.甲最先,乙稍后,丙最后
B.甲、乙、丙同时到达
C.乙最先,然后甲和丙同时到达
D.乙最先,甲稍后,丙最后
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